全國一下多了247所大學開設大數(shù)據(jù)專業(yè),該怎么教學?
2018-03-27 來源: 評論:
摘要:3月21日,教育部公布了2017年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結果的通知,作為第三批新增高校,此次共有247所高校獲批“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”專業(yè)。
3月21日,教育部公布了2017年度普通高等學校本科專業(yè)備案和審批結果的通知,作為第三批新增高校,此次共有247所高校獲批“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”專業(yè)。
至此,全國已有278所高校獲批“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”專業(yè),未來幾年還會有越來越多的高校進行專業(yè)備案。對于各大高校而言,在專業(yè)獲批之后,如何開展下一步課程與教學體系建設,成為了重中之重。
數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)(專業(yè)代碼:080910T)是一個軟硬件結合,以計算技術為基礎,以數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術為特色的寬口徑專業(yè),專業(yè)建設面臨挑戰(zhàn)。對此,云創(chuàng)大數(shù)據(jù)早早地在專業(yè)課程體系、實驗平臺建設、師資培訓等方面布局發(fā)力,目前可為高校提供成套的教材資源、大數(shù)據(jù)綜合實訓平臺以及師資培訓等專業(yè)建設支持。
大數(shù)據(jù)課程體系
在大數(shù)據(jù)教學中,本科院校的實踐教學注重系統(tǒng)性,偏向新技術的應用,且對工程實踐能力要求更高。為此,清華大學博士、南京大數(shù)據(jù)研究院院長劉鵬教授聯(lián)合國內多所高校從事一線教學科研任務的專業(yè)師資耗時1年時間,編寫了《云計算》、《大數(shù)據(jù)》、《大數(shù)據(jù)庫》、《數(shù)據(jù)挖掘》、《深度學習》、《大數(shù)據(jù)可視化》、《虛擬化與容器》、《大數(shù)據(jù)實驗手冊》等本科系列教材,可為大數(shù)據(jù)教學提供系統(tǒng)的教材支撐。
1.《云計算》
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本書是被國內眾多高校采用的教材《云計算》(名列中國計算機類圖書被引用量第一名)的第三版。本書追蹤前沿的云計算技術,相比第二版更新了60%以上的內容,包括大數(shù)據(jù)與云計算、Google云計算、Amazon云計算、微軟云計算、Hadoop 2.0及其生態(tài)圈、虛擬化技術、OpenStack開源云計算、云計算數(shù)據(jù)中心、云計算核心算法和中國云計算技術等。中國云計算(chinacloud.cn)、中國大數(shù)據(jù)(thebigdata.cn)網站等專業(yè)網站為本書學習提供技術支撐。
2.《大數(shù)據(jù)》
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本書是國內大多數(shù)高校采用的知名教材《云計算》(1~3版)的姊妹篇。本書系統(tǒng)地介紹了大數(shù)據(jù)的理論知識和實戰(zhàn)應用,包括大數(shù)據(jù)采集與預處理、數(shù)據(jù)挖掘算法與工具、深度學習以及大數(shù)據(jù)可視化等,并深度剖析了大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網、商業(yè)和典型行業(yè)的應用。本書實驗可以在大數(shù)據(jù)實驗平臺(https://bd.cstor.cn)上遠程開展,也可在高校部署的BDRack大數(shù)據(jù)實驗一體機上本地開展。
3.《大數(shù)據(jù)庫》
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本書緊跟大數(shù)據(jù)的發(fā)展前沿,系統(tǒng)地介紹了大數(shù)據(jù)庫的理論知識和實戰(zhàn)應用,包括大數(shù)據(jù)庫概述、分布式數(shù)據(jù)庫HBase、數(shù)據(jù)倉庫工具Hive、大數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)Impala、內存數(shù)據(jù)庫Spark、SparkSQL、鍵值數(shù)據(jù)庫、流式數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)應用托管平臺Docker等,既有理論深度,也有實踐價值。中國大數(shù)據(jù)(thebigdata.cn)、中國云計算(chinacloud.cn)等專業(yè)網站將免費提供PPT和其他資料,為本書的學習提供技術支撐。
4.《數(shù)據(jù)挖掘》
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本書作為大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)叢書之一,定位于大數(shù)據(jù)挖掘技術與應用。本書系統(tǒng)地介紹了數(shù)據(jù)挖掘算法理論與方法、工具和應用,包括經典數(shù)據(jù)挖掘算法,大數(shù)據(jù)環(huán)境下常用數(shù)據(jù)挖掘算法的優(yōu)化,大數(shù)據(jù)新常態(tài)下催生的數(shù)據(jù)分析方法(如推薦系統(tǒng)、鏈接分析與網頁排序、互聯(lián)網信息抽取、日志挖掘與查詢分析)、工具與應用。
5.《深度學習》
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本書從深度學習的發(fā)展歷史入手,系統(tǒng)地介紹了深度學習的基本概念、數(shù)學基礎和主流模型,夯實讀者理論基礎。同時,針對當前流行的主流框架,循序漸進,一步一步引導讀者了解深度學習的使用過程,增強動手能力。在此基礎上,通過具體例子介紹深度學習在圖像、語音、文本中的應用,還簡要介紹了增強學習、遷移學習,深度學習硬件實現(xiàn)等前沿方面,擴展深度學習的內容。每章都附有相應的習題和參考文獻,以便感興趣的讀者進一步深入思考。“讓學習變得輕松”是本書的基本編寫理念。
6.《大數(shù)據(jù)可視化》
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本書是針對當前大數(shù)據(jù)應用、可視化分析研究和應用的新形勢,專門為大數(shù)據(jù)專業(yè)本科生編寫的大數(shù)據(jù)可視化教材。本書詮釋了大數(shù)據(jù)可視化的內涵與外延,詳細介紹了大數(shù)據(jù)可視化概述、可視化的類型與模型、數(shù)據(jù)可視化基礎、數(shù)據(jù)可視化的常用方法、大數(shù)據(jù)可視化的關鍵技術、可視化交互、大數(shù)據(jù)可視化工具、大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)可視化的行業(yè)案例等內容。為了便于學習,每章都附有習題,題型設計也充分考慮到大數(shù)據(jù)可視化課程教學的需要。
7.《虛擬化與容器》

《虛擬化與容器》介紹了從虛擬化技術到容器技術發(fā)展的歷史必然性及其發(fā)展趨勢。其中,針對虛擬化技術詳細闡述了包括計算、存儲及網絡虛擬化技術的原理、架構及相關案例;針對容器技術詳細闡述了容器技術內核原理,以及Docker、LXC和Kubernetes容器技術核心原理及相關案例。
8.《大數(shù)據(jù)實驗手冊》
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本書針對高校大數(shù)據(jù)相關專業(yè)實踐教學以及個人提升大數(shù)據(jù)動手能力的需求,由劉鵬教授帶領大數(shù)據(jù)研發(fā)團隊,經過反復實踐、提煉和驗證而成。本書主要內容包括HDFS實驗、YARN實驗、MapReduce實驗、Hive實驗、Spark實驗、ZooKeeper實驗、HBase實驗、Storm實驗、MongoDB實驗、LevelDB實驗、Mahout實驗和綜合實戰(zhàn)等。每個實驗呈現(xiàn)詳細的實驗目的、實驗內容、實驗原理和實驗流程。本書實驗均在大數(shù)據(jù)實驗平臺(https://bd.cstor.cn)和BDRack大數(shù)據(jù)實驗一體機上驗證通過。
9.《實戰(zhàn)Hadoop2.0——從云計算到大數(shù)據(jù)》
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本書是劉鵬教授主編的Hadoop編程書籍《實戰(zhàn)Hadoop》的第二版。Hadoop堪稱業(yè)界經典的開源云計算和大數(shù)據(jù)平臺軟件。本書系統(tǒng)介紹了Hadoop2.0生態(tài)圈的核心和擴展組件,包括:管理工具Ambari、分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式資源管理器YARN、分布式并行處理MapReduce、內存型計算框架Spark、數(shù)據(jù)流實時處理系統(tǒng)Storm、分布式鎖服務ZooKeeper、分布式數(shù)據(jù)庫HBase、數(shù)據(jù)倉庫工具Hive,以及Pig、Oozie、Flume、Mahout等。
目前,上述針對本科編寫的大數(shù)據(jù)系列教材已經基本完成出版,而為高職院校“大數(shù)據(jù)技術與應用”專業(yè)編寫的專科教材也將在今年陸續(xù)出版。
大數(shù)據(jù)實驗平臺
大數(shù)據(jù)專業(yè)教學注重實操性,為此,在教材體系之外,云創(chuàng)團隊針對大數(shù)據(jù)教學實訓中的實驗環(huán)境薄弱、師資力量不足以及缺少實驗數(shù)據(jù)等問題,自主研發(fā)了BDRack大數(shù)據(jù)實驗一體機及其在線服務版——大數(shù)據(jù)實驗平臺(http://bd.cstor.cn/)。
大數(shù)據(jù)實驗平臺采用Docker容器技術,通過少量機器虛擬出大量的實驗機器,可供學生同時擁有Hadoop、Spark、Python語言、R語言等多套集群進行基礎實驗。
基于Docker容器技術,可瞬間創(chuàng)建隨時運行的實驗環(huán)境
使用幾臺機器即可虛擬出大量實驗集群,方便上百學生同時使用
采用Mesos+ZooKeeper+Mrathon架構管理集群,實驗集群相互隔離
實驗環(huán)境互不干擾,如果實驗環(huán)境破壞,一鍵重啟即可建立新集群
內置數(shù)據(jù)挖掘等教學實驗數(shù)據(jù),可導入高校各學科數(shù)據(jù)進行教學、科研
同時,平臺同步提供教學組件的安裝、配置以及教學PPT、實驗手冊、實驗數(shù)據(jù)、教學視頻等具體應用與服務,為完成大數(shù)據(jù)與云計算實驗搭建一站式的集成環(huán)境。
針對各項實驗所需,大數(shù)據(jù)實驗平臺配套提供說明實驗目的、實驗內容、實驗代碼的實驗手冊(85個實驗)以及實驗數(shù)據(jù)與課程視頻,內容涵蓋大數(shù)據(jù)集群環(huán)境與大數(shù)據(jù)核心組件等技術前沿,詳細的實驗操作流程大大降低了大數(shù)據(jù)實驗門檻。具體實驗手冊大綱如下。
2017年12月,平臺在1.0版本的基礎上于推出了2.0版本,不僅實驗數(shù)量增至85個,同時實驗平臺優(yōu)化了從創(chuàng)建環(huán)境-實驗操作-提交報告-教師打分的實驗流程,新增了具有海量題庫、試卷生成、在線考試、輔助評分等應用的考試系統(tǒng),集成了上傳數(shù)據(jù)-指定列表-選擇算法-數(shù)據(jù)展示的數(shù)據(jù)挖掘及可視化工具。
目前,通過大數(shù)據(jù)實驗平臺,云創(chuàng)大數(shù)據(jù)與西北工業(yè)大學正合作共建大數(shù)據(jù)聯(lián)合實驗室。同時,大數(shù)據(jù)實驗平臺已經在鄭州大學、成都理工大學、重慶師范大學、金陵科技學院、天津農學院、鄭州升達經貿管理學院、信陽師范學院、西京學院、鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術學校、新疆電信、軟通動力等典型用戶單位落地實施,助其完成了大數(shù)據(jù)教學科研實驗室的建設工作。
大數(shù)據(jù)師資培訓
2016年末至今,在南京多次舉辦的大數(shù)據(jù)師資培訓班,基于大數(shù)據(jù)實驗平臺提供的實驗環(huán)境以及《大數(shù)據(jù)》教材、《大數(shù)據(jù)實驗手冊》等指導,幫助老師們一步步跑通了Hadoop、Spark等多個大數(shù)據(jù)實驗,使他們跨過了“從理論到實踐,從知道到用過”的門檻,進一步充實了大數(shù)據(jù)師資力量。
無論是課程體系、綜合實訓平臺,還是師資培養(yǎng)方面,云創(chuàng)大數(shù)據(jù)可以說節(jié)節(jié)開花,厚積薄發(fā),擁有充足的經驗和優(yōu)勢資源,在此誠摯歡迎廣大高校與云創(chuàng)開展多方面的交流和合作,共同探討與建設“數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術”專業(yè)。
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